地形起因の大気乱流が風車の構造強度・疲労寿命に与える影響の実機検証研究

2019 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 17H02053
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 社会システム工学・安全システム
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 内田 孝紀 九州大学, 応用力学研究所, 准教授 (90325481)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: 風力発電 / 数値流体力学 / 乱流モデル / 大気乱流 / 複雑地形 / 風車ウエイク

研究成果の概要

2011年3月11日に発生した東日本大震災や，2012年7月から施工される再生可能エネルギーの固定価格買い取り制度(FIT)を受け，風力発電に大きな注目が集まっている．本研究では，非定常乱流場の解析が可能な流体工学CFDモデルRIAM-COMPACTを用いて，複雑地形上の風況解析を実施し，乱流が風車に影響を与えるメカニズムを明らかにした．さらに，風車相互の干渉でウィンドファーム全体の発電電力量が低下しないよう，その離隔距離を決めることは極めて重要である．

自由記述の分野

風工学

研究成果の学術的意義や社会的意義

一連の研究成果に基づいて、地形性乱流が大型風車のブレードに与える2種類の新しい定量化指標を提案することに成功しました。この指標を有効に活用することで、風車の「重大事故」を未然に防ぎ、洋上および陸上の大規模風力発電の適切な普及・拡大に大きく貢献することが期待されます。